Безвоздушные шины

Пневматические шины насчитывают более чем вековую историю. Связанно такое долголетие с тем, что надувные резиновые шины отлично зарекомендовали себя как на бездорожье, так и на дорогах с твёрдым покрытием. Однако прогресс не стоит на месте и компания Michelin предложила совершенное новое решение, полностью меняющее представление о езде на автомобиле. Таким технологическим прорывом являются безвоздушные шины Tweel.

Впервые о новых шинах стало известно в 2005 году, именно тогда сотрудники компании сообщили об их названии и рассказали о том, что оно означает сочетание двух слов: «tire» и «wheel», что переводится как «шина» и «колесо». Такое необычное название было взято потому, что в конструкции Tweel применен нетрадиционный способ сборки ступицы колеса. Согласно ему цельные внутренние ступицы здесь крепятся к полуоси, а вокруг них расположены в некоторой последовательности полиуретановые спицы. Через них проходит растяжной хомут, формирующий внешний край шины, которая и будет взаимодействовать с дорогой. Именно за счёт натяжения хомута и повышенной прочности шин, в них не используется воздушное давление как в традиционных шинах.

При соприкосновении колеса с дорогой спицы прогибаются по такому же принципу как прошибаются классические пневматические шины при движении. В результате обод колеса деформируется при каждом изгибе спиц, а потом сразу же принимает обратно прежнюю форму. Стоит так же отметить и то обстоятельство, что безвоздушные шины изготовляются с использованием спиц с разным растяжением.

Сделано это для того, что бы наиболее эластичные спицы обеспечивали машине плавное движение. Кроме того уровень жёсткости таких спиц можно регулировать. Поперечную жёсткость не стоит регулировать самому, так как производитель специально изготовляет шины с различным уровнем жёсткости.

Что бы протестировать новинку производитель оснастил ими автомобиль Audi A4. при этом поперечная жёсткость данных безвоздушных шин была в пять раз больше жёсткости шин воздушных. В результате поведение машины в на трасе значительно улучшилось.

Дальнейшие тесты показали, что протип шин Tweel на пять процентов легче шин традиционной конструкции. В результате этого автомобиль, оснащённый ими будет потреблять при движении меньше топлива, а так это всего лишь опытные образцы, компания собирается и в дальнейшем повысить данный показатель.

Однако кроме очевидных преимуществ безвоздушных шин, они имеют и свои недостатки. Так, в частности, они очень сильно подвержены вибрации при преодолении порога скорости в 100 км/ч. Однако кроме данной проблемы в процессе движения возникают и другие трудности, такие как нагревание и шум.

Кроме того Tweel имеют более сложную технологию изготовления чем обычные пневматические шины. В результате для их производства приходится возводить новое производство, а так же заниматься обучением персонала работы с ними, например техники их монтирования. В результате Michelin отложило выпуск новинки на неопределённое время.

Вовремя демонстрации опытной новики ими был так же оснащен прототип транспортного средства, предназначенный для использования людьми с физическими недостатками iBOT, а так же экспериментальное транспортное средство Segway Centaur. Возможно что в будущем именно они будут оснащены новыми типами шин.

Стоит отметить, что по названному направлению работает не только Michelin. Работает по нему и Resilient Technologies, но основная направленность её работы – это обслуживание нужд армии. Однако конструкция её аналогична мишленовским.

Безвоздушные шины Resilient Technologies сейчас активно использует Пентагон в горячих точках. Данные шины (NPT) имеют структура пчелиных сот и способны работать даже при разрушении их структуры на 30%. В результате им не страшны пробоины пуль и осколков. Так же они не горят, так как материал, из которых они изготовлены, весьма огнестоек.

В частности такими шинами комплектуются сейчас новые броневики Humvee.

Материалы: http://autohis.ru/bezvozdushnye-shiny.php

Написать данную статью меня сподвиг очень классный блог о видах безвоздушных шин. Информация очень хорошо раскрыта, но я хочу упомянуть все остальное, что не было написано. Я думаю, что о безвоздушных шинах слышал каждый автовладелец. Если же не слышал, то на просторах Интернета не раз замечал посты и картинки необычных автомобильных колес. Какой основной принцип работы автомобильной шины? Внутри резинового корпуса под большим давлением содержится воздух. В некоторых случаях колеса накачивают азотом. Об этом очень много полезной информации раскрыто в данной статье. Резиновый корпус подвергается очень многим испытаниям: острые камни, валяющиеся на дороге гвозди, различные острые железяки, вечная беда неряшливых автоколхозников — саморезы, а также любители проколоть покрышки. Но вот, давайте представим, что обычное колесо, неважно с камерой или без, лишили воздуха. Если же газа, не важно какого, внутри мало, то увеличится расход, а также автомобиль начнет «плавать» по дороге. Это все будет проявляться в тяжелом управлении. Полностью удалив воздух из покрышки, водитель может быть уверен, что автомобиль никуда не поедет. Конечно можно ехать, но это ненадолго и недалеко. Давайте вместе разбираться с чего же началась идея создания безвоздушных шин, как это все развивалось, и как совершенствовалось. К тому же, все новые изобретения делаются лишь на пользу человека, вот и это изобретения должно помочь людям. В каком плане? Узнаем через несколько лет, когда безвоздушные шины начнут устанавливать на различную спецтехнику.

Что представляют собой безвоздушные шины?

Для начала необходимо обратиться к истории. Стоит отметить, что официально разговоры о безвоздушных шинах начали вести в Пентагоне. Такие наработки нужны были лишь для выполнения военных целей. Старые идеи по укреплению колес, в виде бронированной резиной покрышки, необходимо было изменять, ведь такие колеса не могли справляться с каждодневными опасностями. Ведь ситуации возникали совершенно разные: если защита спасала от попадания пуль, то, наехав на большой скорости на камень, колесо просто гнулось, что не давало возможности двигаться дальше. И вот, при многочисленных денежных вложениях большой страны, самые мозговитые люди начали биться над этим вопросом. Вскоре появились наброски, а потом и прототипы, которые начали испытывать на военном транспорте Humvee. На испытаниях прототип сразу же получил как множество похвал, так и множество высказанных отрицательных отзывов.

Если говорить о первых «гражданских» безвоздушных шинах, то флагманом выступает компания Michelin, которая уже в 2005 году запатентовала свое изобретение. Первое название у аксессуара было Tweel. Оно образовано от слияния двух слов: tyre — шина, и wheel — колесо. Применение такие колеса нашли на скутерах, инвалидных колясках, а также спецтехнике. Но вот конструкция была настолько недоработана, что допустимая максимальная скорость очень маленькая. Конструкция представляет собой систему из ступиц прикрепленных на ось. По всему кругу расположены спицы. Спицы по окружности соединяет растяжной хомут. Он то и принимает на себя самую большую нагрузку, соприкасаясь с дорогой.

В общем, безвоздушные шины представляют собой полую конструкцию, в которой резиновые простенки играют роль воздуха. Они поддерживают каркас, и не дают конструкции сломаться.

Внешний вид безвоздушных шин

Те шины, которые заполняются стекловолокном, чаще всего встречаются закрытого типа. Все обусловлено тем, что материал может растеряться во время очередной поездки. Но на практике лучше всего себя показала именно открытая система. Это объясняется тем, что они просты в изготовлении, и на производство таких элементов расходуется меньшее количество материала. Если же во время эксплуатации появятся какие-то дефекты, то устранить их намного проще в открытом типе.

Что действительно удивляет, так это простота дизайна: по периметру натянут хомут, в середине обычная автомобильная ступица, к которой крепятся спицы образуя определенный рисунок. Важно, чтобы спицы устанавливались в своей последовательности. На прототипах каждой из компаний, занимающихся изобретением «колес будущего», рисунок неповторим. У каждого есть свои плюсы и минусы.

Где же будут использоваться безвоздушные шины? Действительно, эффективная конструкция позволит навсегда забыть о проколах, а также о разности давления приизменениях погоды. Кто же знал, что новейшие военные разработки могут распространяться и на гражданский транспорт. Но стоит отметить, что до конца эту идею не развили. Постоянно совершенствуются старые экземпляры. Серийно устанавливаются прототипы на газонокосилки, скутеры и гольф-машины. Если говорить о промышленной сфере, то новейшие технологии начали применять в отношении экскаваторов и погрузчиков. На автомобили их пока еще серийно не начали устанавливать. Безвоздушные шины нашли хорошее применение на велосипедах и инвалидных колясках.

Почему эта, казалось бы гениальная идея, не воплощается в реальности полностью? Да все потому, что при движении автомобиля, оборудованном безвоздушными шинами, на скорости больше 80 км/ч, кузов начинает испытывать вибрацию от колес. Это не очень хорошо, ведь резонанс может навредить сварным швам и различным креплениям кузова.

Можно выделить основные плюсы и минусы шин без воздуха. У безвоздушных шин имеются и недостатки, которые стоит устранить в будущем для эффективных продаж и выхода на мировой рынок. Сначала разберемся с положительными сторонами:

1. Благодаря резиновым спицам и простенкам любая неровность просто «проглатываются». Поверхность колеса принимает форму ямки или кочки.

2. Безвоздушное колесо может служить долго. Даже если колесо повреждено, то оно может выполнять возложенные на него функции в полной мере. Но это при условии общей целостности не менее 70%.

3. Не нужно проверять давление и производить подкачку. Если нет давления, значит и лопнуть такое колесо не может.

4. Новая резина будет весить намного меньше, чем свои предшественники. Исключается наличие диска, что положительно сказывается на подвеске. Улучшается также и ход автомобиля, он лучше держится на дороге. Если нет необходимости замены поврежденного колеса, значит и нет необходимости возить с собой уйму инструментов типа домкрата, насоса, болонного ключа и другого. Но опытные автовладельцы скажут обратное, ведь кто знает что может случиться на дороге. Если говорить о снижение веса, то это в первую очередь и экономия топлива.

5. Стоимость таких колес будет относительно низкой. Но это не относится к тому времени, когда пойдет настоящий БУМ на рынке автомобильных аксессуаров. Поэтому спешить с покупкой новейших технологий не стоит. Все равно к этому мы рано или поздно придем.

6. Установить безвоздушные шины можно на любой из автомобилей. Самые новые спорткары также будут оснащаться такими колесами. Стоит отметить, что даже завод ВАЗ подумывает над установкой на свои автомобили колес будущего.

7. Безвоздушная резина — очень перспективный вариант. Ведь в любой из дорожных ситуаций можно поменять верхний слой, который и контактирует с поверхностью дороги. При необходимости можно установить гоночный профиль, который улучшит сцепные и скоростные свойства. Что необходимо? Элементарная процедура, ведь нужно просто открутить болты и снять старый профиль. Далее устанавливаем новый и закручиваем болтами. Если появилась необходимость передвигаться в горах, то можно установить высокопрофильную резину.

Я думаю, что любой водитель отдаст предпочтение такой резине. Но нужно упомянуть и отрицательные стороны:

1. Стоит отметить максимальную допустимую скорость в 80 км/ч. Причина такого скоростного режима была описана ранее.

2. Некоторые виды безвоздушных колес издают шум, так же сильно нагреваются при длительной езде.

3. Если говорить о строительной технике, то какой груз смогут поднимать экскаваторы еще никто не знает. Безвоздушные шины для строительной техники очень важны, ведь на стройплощадках зачастую валяется мусор, который может пробить обычную покрышку.

4. Нет регулировки жесткости. Если есть необходимость проехать по мелкому песку, то нет возможности приспустить давление для увеличения площади контакта с дорогой. Конечно, можно заменить комплект резины на более широкую, но это необходимо делать в дороге, что не есть хорошо. Постоянно менять накладки не выход. но стоит отметить, что изнашиваться накладки будут медленнее, чем нынешние покрышки.

Но на данный момент безвоздушные шины — это технология будущего. Именно будущего, ведь на данный момент они не могут проявить себя. Технология требует доработок. Первыми, кто сможет официально приобрести такие колеса, станут жители США. Но не нужно расстраиваться, ведь это будут лишь недоработанные модели. В Российскую Федерацию данное новшество попадет позже, но доработанным и не требующим совершенствования. К тому же стоимость будет снижена. Может время ожидания будет не напрасным.

Материалы: http://autoburum.com/blog/743-novshestvo-21-veka-bezvozdushnyje-shiny-preimushhestva-i-nedostatki

О новых безвоздушных шинах слышали уже многие автолюбители, а если и не слышали — то точно втайне мечтали. Ведь главный принцип действия обыкновенной автомобильной шины какой? Воздух под давлением «заперт» внутри резинового объема, на который благодарной внешней средой приходят самые разнообразные испытания: острые камни и гвозди, бордюры с выступающими железяками… в конце-концов просто любители проколоть колеса тоже до сих пор не перевелись. Что будет если исключить из уравнения обыкновенных шин (не важно, камерные или бескамерные они у Вас) всё тот же воздух? При меньшем, чем положено, давлении увеличится расход топлива, ухудшится поведение автомобиля на дороге… При полном же отсутствии давления мы просто далеко не уедем. Давайте же посмотрим, как появилась, как развивается и какие последние разработки в отрасли создания шин без воздуха. А если всё это случается в опасное для человека время, то ценой «воздуха» станет как минимум одна жизнь.

Сначала немного истории. Официально первыми о создании системы безвоздушных шин заговорил Пентагон. Разумеется, исключительно в военных целях: не всегда бронирование резины военной техники решало каждодневные опасности и все возможные ситуации. А когда военное руководство не самой бедной страны выделяет средства на ту или идею — мысли находятся. Первые наработки немедленно были использованы на военном транспорте Humvee, где сразу были выявлены как многочисленные преимущества новой технологии, так и немногочисленные её недостатки.

Итак, безвоздушные шины — это полая конструкция, в которой чаще всего функцию воздуха берут на себя резиновые простенки.

По внешнему виду если новые шины выполнены закрытыми (с боковыми стенками), то отличить их от обыкновенных «воздушных» сложно. Дополняя предыдущий абзац: на сегодняшний день существует две основные конструкции таких шин:

• одни наполнены специальным стекловолокном
• вторые компенсируют недостаток воздуха наличием полиуретановых спиц-простенков

Конструкция в итоге кажется очень простой: край шины — растяжной хомут, середина — классическая ступица, к которой прикреплены спицы из полиуретана строго в определенной последовательности. Получившийся «рисунок» у каждого современного производителя свой, каждый из них продемонстрирует свои преимущества и недостатки.

Стоит ли говорить, что простая, но эффективная конструкция, которая навсегда заставит забыть о проколах или несоответствующем давлении быстро переросла рамки военной промышленности и устремилась «на гражданку»? К сожалению, разработки этой отрасли всё еще активно ведутся, более-менее серийные экземпляры пока что получили своё применение на слабо-нагруженных транспортных средствах вроде газонокосилок, скутеров или гольф-каров. В промышленной сфере безвоздушная резина получила применение в экскаваторах и погрузчиках, а в личном транспорте они сейчас кое-где применяются в инвалидных колясках и велосипедах.

Причина такой избирательности простая: несовершенная пока конструкция резины на скоростях более 80 км/ч создает паразитные вибрации, хорошо передающиеся на корпус автомобиля.

Как уже было сказано, у новой конструкции, активно сейчас развиваемой, есть как неоспоримые достоинства, так и не исправленные пока недостатки. Для начала стоит указать на главные преимущества шин без воздуха:

1. Колесо способно менять форму в зависимости от проезжаемых неровностей — ямки и кочки буквально «проглатываются»
2. Колесо полностью работоспособно, пока хотя бы 70% её элементов на месте (большой камень в огород пневматической резины)
3. Совершенно нет необходимости в проверке давления, а где нет давления — возможности лопнуть тоже нет
4. Вес безвоздушной резины значительно меньше, чем у классического собрата. Полное отсутствие необходимости дисков (стальных, литых, кованых и пр.) снижает неподрессоренную массу, что также приводит к положительным эффектам вождения ТС
5. Как следствие пункта 3 — нет необходимости возить с собой дополнительный инструмент вроде домкрата, насоса, ключей… (впрочем, последние не повредят в любом случае)
6. Следствие пункта 3 и 5 — уменьшение перевозимого веса и, как итог, — снижение расхода топлива
7. Цены на безвоздушную резину (когда они полноценно появятся на прилавках) вряд ли будут превышать пневматические аналоги (не считая первого времени, когда пойдет главный БУМ)
8. В перспективе установка безвоздушных шин будет доступна на совершенно любой автомобиль — начиная от древней «копейки» до самых современных внедорожников.
9. Перспективная сейчас разработка безвоздушной резины — возможность быстро поменять изношенную (или неподходящую к текущей дорожной ситуации) верхний слой, непосредственно имеющий контакт с дорогой. Надо — установил «гоночный» профиль, закрепил специальными болтами — и вперед. Надо выехать в горы — на ту же полиуретановую основу прицепил высоко-профильную «кожу».

Как видим, преимуществ у новой технологии масса. Ложкой же дегтя стоит отметить следующие пункты:

1. Как было сказано, пока что безопасный предел скорости — 80 км/ч
2. В некоторых конструкциях проявляется еще излишний шум и нагрев при длительной скоростной эксплуатации
3. Грузоподъемность подобной резины… Технология еще несовершенна
4. Жесткость конструкции никак не регулируется. Возможности приспустить давление и поехать по песку не предусмотрено

Первыми «гражданские» безвоздушные шины запатентовали в 2005 году Michelin, назвав своё творение Tweel (шина (tyre) + колесо (wheel)). Используя их на всё той же спецтехнике, скутерах и инвалидных колясках, конструкция всё еще не доработана для высоких скоростей. Конструктивно Tweel представляет собой систему цельных внутренних ступиц, прикрепленных к полуоси. Вокруг них расположены полиуретановые спицы, соединенные в определенной последовательности. Через спицы проходит растяжной хомут, формируя внешний край шины (часть, которая соприкасается с дорогой).

Конкурентом для Michelin стала компания Polaris, продемонстрировав своё видение «шин будущего». Конструктивно они достаточно похожи, но в Polaris внесли одно улучшение: спицы заменили на систему сот наподобие пчелиного улья. Плюс применили собственной разработке другие композиционные материалы. Стали заметны преимущества новинки: получившиеся ячейки в зависимости от скорости движения проявляют разные параметры жесткости: то они жесткие, то они гибкие, а как следствие — лучше поддерживается форма колеса вкупе с хорошим поглощением неровностей.

Безвоздушные шины Bridgestone показали миру свой «рисунок»: теперь в профиле закручивающиеся в обе стороны спицы, благодаря которым шина становится более упругой. В Bridgestone к выбору исходных материалов подошли достаточно «зелено» и предложили создавать новые шины из переработки старой резины. Впрочем, практика показала возможность применения подобной конструкции лишь в гольф-карах: максимальная скорость ограничивается уже даже не 80, а 64 км/ч, а грузоподъемность одного колеса всего 150 кг.

Шины без воздуха I-Flex (Hankook) сделали неожиданный поворот этой отрасли. Корейская фирма создала шины, в которой собственно шина и обод — одно целое. 95% I-Flex — это переработанные материалы. Показали их в первый раз на Франкфурском автошоу 2013 года, выполнены I-Flex были в размере 14″ и имели довольно оригинальный дизайн, который приглянулся посетителям.

Сейчас подобные безвоздушные шины устанавливают на малолитражные модели Volkswagen Up.

Последней новостью маленького мира безвоздушной резины стал выпуск шин Hankook I-Flex пятого поколения, в которых инженерами удалось перевались «80-километровый барьер». По результатам серии испытаний было выявлено, что новый рисунок вместе с новыми перерабатываемыми материалами («зеленые» ликуют) теперь упирается в скоростной предел 130 км/ч. Дополнительным преимуществом новинки стала возможность установки новых Hankook I-Flex-V на стандартный обод.

Пока что безвоздушные шины находятся в стадии доработок и внедрения новых идей, первоначальный рынок сбыта — это США. С другой стороны, в Россию эта технология придет уже значительно более совершенной и доработанной, с уменьшенной стартовой ценой и высоким качеством. Есть смысл подождать.

Материалы: http://krossovery.info/bezvozdushnye-shiny-konstrukciya-preimushhestva-nedostatki-ceny/